將水滴入“降水傳感器”,另一端的移動大棚就像接到“目前正在下雨”的信號,自動沿著軌道移向相應的蒸滲儀進行遮雨;不一會兒,移動大棚又移向旁邊的蒸滲儀,開啟棚頂的“降水模擬器”噴頭進行模擬降雨;如果有風刮過,噴頭會根據風速、風向適當調整位置,確保降水精準送達……這一幕,發生在中科院沙坡頭沙漠研究試驗站的“中國北方沙區水量平衡自動模擬監測系統-蒸滲儀群”試驗場地。
36個大型稱重式蒸滲儀,地表部分像是一個個直徑2米多的大圓盤,里面種著檸條、油蒿、沙冬青、梭梭等多種固沙灌木;地下部分則是深度3米多的筒體,里面裝著來自這些灌木“故鄉”——騰格里沙漠、科爾沁沙地、古爾班通古特沙漠等北方沙區的沙土。
蒸滲儀筒體內埋設了多層三參數組合探頭,可以自動長期監測不同土層的溫度、濕度、電導率等參數變化;根系測量系統可以監測植物根系的生長動態;筒體下方的高精度重量傳感器能精準感應重量變化,精度達到160克,對極細微的“毛毛雨”都可以準確稱重……
“我們將不同沙區的沙土和當地典型的固沙灌木填移到蒸滲儀中,通過模擬不同氣候帶的降水和地下水位,可以精確測量降水入滲、地下水補給、土壤水動態、蒸散發、植物生長等過程。”中科院沙坡頭沙漠研究試驗站副站長張志山說,這項研究可以科學監測沙區土壤水分的植被承載力,從而合理選擇固沙植物的種類和搭配組合,在荒漠化治理中實現“水量平衡、以水定植”。
試驗站所在的寧夏中衛市,地處騰格里沙漠東南前緣,曾是我國受風沙危害最為嚴重的地區之一。試驗站開展的大量科學研究、試驗示范,為防沙治沙、荒漠化生態系統恢復重建等貢獻了大批原創性科研成果,也為寧夏乃至全國的荒漠化防治提供著先進技術和創新思路。
在中衛市境內的烏瑪高速公路附近,大片黃色沙土中有一片長千米、寬百米左右的區域,呈現出與周邊沙漠截然不同的灰綠色,那里就是試驗站的人工藍藻結皮固沙技術示范區。
“通過在沙面人工接種藍藻等隱花植物,促進形成生物土壤結皮,可以有效固沙,幫助沙化土地恢復功能等。”中科院沙坡頭沙漠研究試驗站研究員趙洋說,天然結皮的形成至少需要10年,而人工培養可以大大加快進度,一年左右就可以形成,這項技術為加快荒漠化防治進程提供了新途徑。
除了科研成果,來自治沙造林一線的實踐創新也貢獻了不少“神器”“良方”。中衛市西郊林場場長唐希明發明的“造林神器”就是其中之一。為了解決沙漠里種樹難的問題,唐希明反復嘗試,自創了一種“干”字形的鐵制植苗工具,可以將樹苗根系直接栽進沙土下50厘米深處的濕沙層,使造林成活率提高了25%,造林勞動成本節省近一半,造林效率提高一倍。
“以前用鐵鍬種樹,兩個人一天能栽600-800株,現在用新型工具,兩個人一天可以種1500株左右。”唐希明說,這個“土發明”后來有了專業名稱——“水分傳導式精準型沙漠植苗工具”,并獲得發明專利,得到大面積推廣使用。
伴隨科學治沙、科學造林等理念的提出,大量新材料、新技術、新工藝和科研力量投入到防沙治沙。作為全國唯一省級防沙治沙綜合示范區的寧夏,也在持續不斷加強防沙治沙工作的基礎科學和應用技術研究,并結合多年的治理實踐,總結出不同沙化類型、程度、區域、立地條件下配套的綜合防治技術和方法,比如草方格固沙、“五位一體”鐵路防沙治沙模式、飛播造林固沙、“草為主、灌為護、零星植喬木,封為主、造為輔、重點抓修復”等防沙治沙技術和模式。
第六次全國荒漠化和沙化監測結果顯示,寧夏荒漠化土地和沙化土地面積雙縮減,與第五次監測結果相比,分別減少15.39萬公頃和12.14萬公頃。
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